Pengaruh perbedaan intensitas cahaya terhadap pertumbuhan dan kadar lipid mikroalga Scenedesmus sp. yang dibudidayakan pada limbah cair tapioka

(1)

PENGARUH PERBEDAAN INTENSITAS CAHAYA

TERHADAP PERTUMBUHAN DAN KADAR LIPID

MIKROALGA

Scenedesmus

sp. YANG DIBUDIDAYAKAN

PADA LIMBAH CAIR TAPIOKA

SKRIPSI

Oleh:

MUHAMMAD HASANUDIN NIM.08620068

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI

MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG

(2)

PENGARUH PERBEDAAN INTENSITAS CAHAYA

MIKROALGA

Scenedesmus

SKRIPSI

Diajukan Kepada:

Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Dalam

Menempuh Gelar Sarjana Sains (S.Si)

Oleh:

MUHAMMAD HASANUDIN NIM.08620068

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI

MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG

(3)

PENGARUH PERBEDAAN INTENSITAS CAHAYA

MIKROALGA

Scenedesmus

SKRIPSI

Oleh:

MUHAMMAD HASANUDIN NIM.08620068

Telah Diperiksa dan Disetujui Oleh: Tanggal: 8 September 2012

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Romaidi, M.Si Ach. Nashichuddin, M.A

NIP. 19810201 200901 1 019 NIP. 19730705 200003 1 002

Mengetahui Ketua Jurusan Biologi

Dr. Eko Budi Minarno, M.Pd NIP. 19630114 199903 1 001

(4)

PENGARUH PERBEDAAN INTENSITAS CAHAYA

MIKROALGA

Scenedesmus

SKRIPSI

Oleh:

MUHAMMAD HASANUDIN NIM. 08620068

Telah Dipertahankan di Depan Dewan Penguji Skripsi dan Dinyatakan Diterima Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk

Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si) Tanggal 8 September 2012

Susunan Dewan Penguji Tanda Tangan 1. Penguji Utama: Dr. Hj. Ulfah Utami, M.Si

NIP. 19650509 199903 2 002 ( ) 2. Ketua Penguji: Ir. Liliek Harianie AR, M.P

NIP. 19620901 199803 2 001

( )

3. Sekretaris Penguji: Romaidi, M.Si

NIP. 19810201 200901 1 019

( )

4. Anggota Penguji: Ach. Nashichuddin, M.A NIP. 19730705 200003 1 002

( )

Mengetahui dan Mengesahkan Ketua Jurusan Biologi

Dr. Eko Budi Minarno, M.Pd NIP. 19630114 19903 1 001

(5)

SURAT PERNYATAAN ORISINILITAS PENELITIAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Muhammad Hasanudin

NIM : 08620068

Fakultas / Jurusan : Sains dan Teknologi / Biologi

Judul Penelitian Pengaruh Pemberian Intensitas Cahaya Yang Berbeda Terhadap Pertumbuhan dan Kadar Lipid Mikroalga Scenedesmus sp. yang Dibudidayakan Pada Limbah Cair Tapioka

Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa hasil penelitian saya ini tidak terdapat unsur-unsur penjiplakan karya penelitian atau karya ilmiah yang pernah dilakukan atau dibuat orang lain, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka.

Apabila ternyata hasil penelitian ini terbukti terdapat unsur-unsur jiplakan, maka saya bersedia untuk mempertanggung jawabkan, serta diproses sesuai peraturan yang berlaku.

Malang, 8 September 2012 Yang Membuat Pernyataan,

Muhammad Hasanudin NIM. 08620068

(6)

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillah puji syukur kepada Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya kepada kita semua, sholawat dan salam senantiasa tercurahkan kepada junjungan kita nabi besar Muhammad SAW, sehingga penulis bisa menyelesaikan penulisan skripsi sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si). Penulis menyadari bahwa banyak pihak yang telah berpartisipasi dan membantu dalam penyelesaian penulisan skripsi ini. Untuk itu, iringan doa dan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan, utamanya kepada: 1. Prof. Dr. H. Imam Suprayogo, selaku Rektor Universitas Islam Negeri (UIN)

Malang.

2. Prof. Drs. H. Sutiman Bambang Sumitro, S.U, D.Sc, selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi UIN Maulana Malik Ibrahim Malang.

3. Dr. Eko Budi Minarno, M. Pd, selaku Ketua Jurusan Biologi Fakultas Sains dan Teknologi.

4. Romaidi, M.Si selaku dosen pembimbing bidang Biologi. Terimakasih atas bimbingan, bantuan, motivasi, semangat, dan petunjuk dengan penuh kesabaran dan keuletan, sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan.

(7)

5. Ach. Nashichuddin, M.A, selaku dosen pembimbing bidang agama Islam. Terimakasih atas bimbingan, bantuan dan kesabaranya, sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan .

6. Ayah-Ibuku tercinta dan saudara-saudaraku dengan sepenuh hati selalu memberi dukungan materiil dan spirituil, serta memberi motivasi, ketulusan doa yang tak henti-hentinya terucap sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan.

7. Teman-teman Biologi angkatan 2008 beserta semua pihak yang telah membantu dalam peneyelesaian skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Terucap doa semoga amal mereka dicatat Allah SWT sebagai amal yang sholeh, amin. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan dapat menambah khasanah ilmu pengetahuan. Amin...

Malang, 8 September 2012

(8)

DAFTAR ISI

Isi Halaman

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR LAMPIRAN ... viii

ABSTRAK ... ix BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 6 1.3 Tujuan ... 6 1.4 Manfaat ... 6 1.5 Batasan Masalah ... 7

BAB II KAJIAN PUSTAKA ... 9

2.1 Mikroalga ... 9

2.2 Biologi Scenedesmus sp ... 14

2.2.1 Reproduksi Scenedesmus sp ... 15

2.2.2 Taksonomi Scenedesmus sp ... 16

2.2.3 Habitat Scenedesmus sp. ... 16

2.2.4 Kandungan Senyawa Kimia Scenedesmus sp. ... 17

2.2.5 Peranan Scenedesmus sp. ... 17

2.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroalga ... 20

2.3.1 Cahaya ... 20

2.3.1.1 Proses Fotosintesis ... 22

2.3.1.2 Hubungan Cahaya dengan Pertumbuhan ... 27

(9)

2.3.1.4 Cahaya dalam Pandangan Al-Qur’an ... 31 2.3.2 Karbondioksida (CO2) ... 35 2.3.3 Oksigen (O2) ... 35 2.3.4 Suhu ... 36 2.3.5 Nutrien ... 36 2.3.6 Salinitas ... 37 2.3.7 Derajat Keasaman (pH) ... 37 2.4 Fase Pertumbuhan ... 38

2.5 Teknik Kultivasi Mikroalga ... 41

2.6 Media Kultur ... 41

2.7 Limbah Cair Tapioka ... 42

BAB III METODE PENELITIAN... 45

3.1 Rancangan Penelitian ... 45

3.2 Waktu dan Tempat ... 45

3.3 Alat dan Bahan ... 45

3.4 Prosedur Penelitian... 46

3.4.1 Sterilisasi Alat ... 46

3.4.2 Sterilisasi Bahan ... 46

3.4.3 Pembuatan Medium Limbah Cair Tapioka (MLCT) ... 47

3.4.4 Kultur Scenedesmus sp ... 47

3.4.5 Penginokulasian Sel Scenedesmus sp. ... 48

3.4.6 Perlakuan Penelitian ... 49

3.4.7 Parameter Pengamatan ... 50

3.4.8 Perhitungan Kepadatan Sel Scenedesmus sp ... 50

3.4.9 Pemanenan Biomassa Mikroalga ... 52

3.4.9 Analisis Kadar Lemak dengan Metode Soxhlet ... 52

3.4.11 Analisa Data ... 53

(10)

4.1 Pengaruh Pemberian Intensitas Cahaya yang Berbeda Terhadap Pertumbuhan

Scenedesmus sp. yang Dibudidayakan Pada Media Limbah Cair Tapioka ... 54

4.2 Pengaruh Pemberian Intensitas Cahaya yang Berbeda Terhadap Kadar Lipid Scenedesmus sp. yang Dibudidayakan Pada Media Limbah Cair Tapioka ... 65

4.3 Pemanfaatan Cahaya dalam Perspektif Islam ... 71

BAB V PENUTUP ... 75

5.1 Kesimpulan ... 75

5.2 Saran ... 76

DAFTAR PUSTAKA ... 77

(11)

DAFTAR TABEL

No. Judul Halaman

Tabel 2.1 Produksi Minyak dari Berbagai Jenis Tanaman ... 10 Tabel 2.2 Kandungan Kimia Beberapa Mikroalga dalam Biomasa Kering (%)... 12 Tabel 2.3 Kandungan Asam Lemak dari Berbagai Spesies Mikroalga ... 13 Tabel 4.1 Ringkasan Hasil One Way Anova Mengenai Pengaruh Pemberian

Intensitas Cahaya yang Berbeda Terhadap Pertumbuhan Scenedesmus sp. yang Dibudidayakan pada Media Limbah Cair Tapioka ... 54 Tabel 4.2 Hasil Uji Beda Nyata Terkecil (BNT) 5% Mengenai Pengaruh Pemberian

Cahaya yang Berbeda Terhadap Pertumbuhan Scenedesmus sp. yang Dibudidayakan Pada Limbah Cair Tapioka... 56 Tabel 4.3 Ringkasan Hasil One Way Anova Mengenai Pengaruh Pemberian

Intensitas Cahaya yang Berbeda Terhadap Kadar Lipid Scenedesmus sp. yang Dibudidayakan pada Media Limbah Cair Tapioka ... 65 Tabel 4.4 Hasil Uji Beda Nyata Terkecil (BNT) 5% Mengenai Pengaruh Pemberian

Intensitas Cahaya yang Berbeda Terhadap Kadar Lipid Scenedesmus sp. yang Dibudidayakan Pada Limbah Cair Tapioka ... 67

(12)

DAFTAR GAMBAR

No. Judul Halaman

Gambar 2.1 Sel Scenedesmus sp. ... 15

Gambar 2.2 Proses Fotosintesis didalam Kloroplas ... 22

Gambar 2.3 Siklus Ulang pada Proses Fotositesis dan Respirasi ... 28

Gambar 2.4 Kurva Pertumbuhan Mikroalga ... 38

Gambar 3.1 Haemocytometer ... 50

Gambar 4.1 Kurva Kepadatan Sel ... 58

(13)

DAFTAR LAMPIRAN

No. Judul Halaman

Lampiran 1. Analisis Data One Way Anova Pertumbuhan Scenedesmus sp... 81

Lampiran 2. Analisis Data One Way Anova Kadar lipid Scenedesmus sp. ... 85

Lampiran 3. Skema Penelitian ... 89

Lampiran 3.1. Skema Kerja Pembuatan Medium Limbah Cair Tapioka (MLCT) .... 90

Lampiran 3.2. Skema Kerja Pembuatan Medium Ekstrak Tauge (MET) ... 90

Lampiran 3.3. Skema Kerja Kultur Scenedesmus sp. ... 91

Lampiran 3.4. Skema Kerja Penginokulasian Sel Scenedesmus sp. ... 92

Lampiran 3.5. Skema Kerja Perlakuan Penelitian ... 93

Lampiran 3.6. Skema Kerja Pemanenan Biomassa Mikroalga ... 94

Lampiran 3.7. Skema Kerja Analisa Kadar Lemak ... 95

Lampiran 4. Data Kepadatan Sel Scenedesmus sp. sel/ml ... 97

Lampiran 5. Data Kadar Lipid (%) yang Dihasilkan Scenedesmus sp. ... 98

Lampiran 6. Dokumentasi Penelitian ... 99

Lampiran 7. Surat Keterangan Hasil Analisis Lemak ... 100

Lampiran 8. Bukti Konsultasi Skripsi Bidang Biologi ... 103

(14)

ABSTRAK

Hasanudin, Muhammad. 2012. Pengaruh Perbedaan Intensitas Cahaya Terhadap Pertumbuhan dan Kadar Lipid Mikroalga Scenedesmus sp. yang Dibudidayakan Pada Limbah Cair Tapioka.

Pembimbing I: Romaidi, M.Si. Pembimbing II: Ach. Nashichuddin, M.A Kata Kunci: Intensitas Cahaya, Pertumbuhan, Kadar Lipid, Scenedesmus sp.

Mikroalga dikenal sebagai tumbuhan yang kaya akan nutrisi dan dapat dijadikan sebagai sumber bahan baku biodiesel. Salah satu mikroalga yang berpotensi untuk dikembangkan sebagai penghasil biodiesel adalah Scenedesmus sp. karena memiliki kandungan lipid yang cukup tinggi sekitar 1-40% dari berat kering. Scenedesmus sp. dapat tumbuh dengan cepat meskipun ditumbuhkan dalam medium yang berasal dari limbah pembuatan produk tertentu seperti halnya limbah cair tapioka. Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi pertumbuhan dan kadar lipid Scenedesmus sp. adalah intensitas cahaya karena intensitas cahaya memiliki peranan yang penting dalam proses fotosintesis. Optimalisasi intensitas cahaya diharapkan mampu meningkatkan pertumbuhan dan produksi kadar lipid Scenedesmus sp.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian intensitas cahaya yang berbeda terhadap pertumbuhan dan kadar lipid mikroalga Scenedesmus sp. yang dibudidayakan pada limbah cair tapioka. Perlakuan berupa pemberian intensitas cahaya yang berbeda yaitu 1.000 luks, 2.000 luks, 3.000 luks, 4.000 luks, dan 5.000 luks. Parameter yang diamati adalah jumlah sel dan kadar lipid yang dihasilkan oleh Scenedesmus sp.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi pemberian intensitas cahaya pada batas kisaran optimum, mampu mempercepat pertumbuhan sel serta meningkatkan produksi kadar lipid Scenedesmus sp. yang dibudidayakan pada limbah cair tapioka. Pertumbuhan dan produksi kadar lipid tertinggi dihasilkan pada pemberian intensitas cahaya 5.000 luks dengan nilai rata-rata pertumbuhan 5.375.000 sel/ml dan nilai rata-rata kadar lipid 35,077%. Sedangkan pertumbuhan dan produksi kadar lipid terendah dihasilkan pada pemberian intensitas cahaya 1.000 luks dengan nilai rata-rata pertumbuhan 1.965.000 sel/ml dan nilai rata-rata kadar lipid 1,141 %.

(15)

ABSTRACT

Hasanudin, Muhammad. 2012. An Influence of Light Intensity Difference to the Growth and Lipid Level of Microalgae Scenedesmus sp. Cultivated on Liquid Waste of Tapioca. Advisor I: Romaidi, M.Si. Advisor II: Ach. Nashichuddin, M.A

Keywords: Light Intensity, Growth, Lipid Level, Scenedesmus sp.

Microalgae is known as a plant with full of nutrition and used as a source of biodiesel raw material. One of microalgae potentially developed as a biodiesel production is Scenedesmus sp. because it has very high lipid content of about 1-40% from the dry weight. Scenedesmus sp. can grow fast even grown in a medium from waste of certain product as liquid waste of tapioca. One of the factors influencing growth and lipid level of Scenedesmus sp. is light intensity because having important role in the process of photosynthesis. Optimization of the light intensity is expected to increase the growth and production of lipid level on Scenedesmus sp.

This research aims at finding an influence of giving different light intensity to the growth and lipid level of microalgae Scenedesmus sp. cultivated on the liquid waste of tapioca. The treatment is done by giving the different light intensity, they are 1.000 lux, 2.000 lux, 3.000 lux, 4.000 lux, dan 5.000 lux. The observed parameter is the amount of cell and lipid level produced by Scenedesmus sp.

The finding shows that the higher of giving the light intensity on the optimum turn limit is able to accelerate cell growth as well as increase lipid level production of Scenedesmus sp. cultivated on the liquid waste of tapioca. The growth and the production of the highest lipid level is resulted on giving light intensity of 5.000 luks by the growth average value is 5.375.000 cell/ml and lipid level average percentage is 35,077%. While the growth and the production of the lowest lipid level is resulted on giving light intensity of 1.000 luks with the growth average value is 1.965.000 cell/ml and the lipid level average percentage is 1,141 %.

(16)

ثحبلا صخلم

دمحم ،نيدلا نسح

.

2102

.

ومن وحن ءوضلا ةفاثك فلاتخا رثأ

نوهد

ةقيقدلا بلاحطلا

(

Scenedesmus sp

)

يف ةعورزملا اهاوتسمو

لا

ةيافن

ةئاملا

نم

ةكويبتلا

.

لولأا فرشملا

:

ريتسجاملا يديمور

.

يناثلا فرشملا

:

دمحأ

حصان

ريتسجاملا نيدلا

.

ةيسيئرلا تاملكلا

:

،نوهدلا ىوتسم ،ومن ،ءوضلا ةفاثك

نأب حلصي يتلا ةيذغتلاب ةيناغلا تابنلاب ةفورعم ةقيقدلا بلاحطلا

ردصم نوكي

ا

يساسأ

ا

ل

يويحلا لزيدلا دوقو

.

يتلا ةقيقدلا بلاحطلا ىدحإو

جتنم نوكتل اهتيمنت نكمي

يه يويحلا لزيدلا دوقو

Scenedesmus sp

اهل امل

وحن ةريثكلا نوهدلا نم

0

-01

%

اهسباي نزو نم

.

Scenedesmus sp

ومني

تاجتنملا ةعانص تايافن نم لئاسولا يف ةعورزم تناك امهم ةعرسب

ةكويبتلا جاتنا نم ةئاملا تايافنلا لثم ةعونتملا

.

رثؤت يتلا لماوعلا ىدحإو

ءوضلا ةفاثك يه اهاوتسمو نوهدلا ومن

ةيلمع يف ريبك رود نم اهل امل ،

يئوضلا بيكرتلا

.

منت ءوضلا ةفاثك مادختسا يف نيسحتلا نم ىجريو

ومن ةي

نوهدلا ىوتسم

ل

Scenedesmus sp

اهجاتنإو

.

وحن ةفلتخملا ءوضلا ةفاثك ءاطعا راثآ ةفرعم ىلإ ثحبلا اذه فدهي

ومن

ةقيقدلا بلاحطلا

نوهدلا

(

Scenedesmus sp

)

اهاوتسمو

يف ةعورزملا

لا

ةئاملا ةيافن

نم

ةكويبتلا

.

يلي امك ةفلتخملا ءوضلا ةفاثك ىوتسم ءاطعإو

:

0111

،سكول

و

2111

و ،سكول

0111

و ،سكول

0111

و ،سكول

0111

سكول

.

ىوتسمو ةيلخلا ددع يه ثحابلا اهظحلا يتلا ةريغتملا لماوعلاو

ةيلمعلا كلت نم ةجتنملا نوهدلا

.

دح ىصقأ غلب نأ ىتح ءوضلا ةفاثك ءاطعا ةدايز نأ ،ثحبلا ةجيتنو

ل نوهدلا ىوتسم جاتنا يّمنتو ةيلخلا مون عرست ،نكمم

Scenedesmus sp

.

ةعورزملا

يف

لا

ةئاملا ةيافن

نم

ةكويبتلا

.

نوهدلا ىوتسم ومن ةجرد ىلعأو

(17)

ةجردلا يف ءوضلا ةفاثك ءاطعإ نم ةلصاح اهجاتنإو

0111

،سكول

اهنم يومنلا لداعملاو

050075111

ةيلخ

/

رتليللم

ىوتسم لداعم امأو ،

وه نوهدلا

00،177

.%

اهجاتنإو نوهدلا ىوتسم ومن ةجرد ىندأ امأو

ةجردلا يف ءوضلا ةفاثك ءاطعإ نم ةلصاح

0111

لداعملاو ،سكول

اهنم يومنلا

050.05111

ةيلخ

/

رتليللم

وه نوهدلا ىوتسم لداعم امأو ،

0،000

.%